电梯制动失效原因分析及预防措施

周国栋

（广西壮族自治区特种设备检验研究院百色分院，广西 百色 533000）

制动器在电梯中，其工作价值和作用是十分必要的，如果制动器出现失效的情况，就可能导致电梯出现剪切或挤压伤害，会影响电梯的服务能力。因为制动器失效会造成危险依靠和其他安全部件的保护难题，甚至电梯的电气保护作用也无法得到保证，同时，上行超速保护器就可能出现无法正常工作的情况，而只有在电梯轿厢速度超过115%的额定速度时，才会出现电梯的安全保护，也就会引起电梯功能障碍问题，严重影响电梯的功能和作用。所以，制动器在稳定工作时，才能满足电梯的安全运行，为了满足电梯的安全运行，需要对制动器的工作原理进行了研究，对电梯制动失效的原因进行系统分析，并提出解决对策以供参考。

1 关于电梯制动器

电梯制动器是电梯重要的安全装置，在电梯动力电源失电或是电梯控制电路电源失电的情况下，它能够自动把运行中的电梯轿厢制停，同时它还要求在轿厢载有125%额定载荷并保持额定速度运行时，制动器发挥相应功能，实现对电梯停止运转的工作，如此，才能使得轿厢速度不超过额定标准，还能保证电梯安全运行，并避免电梯轿厢内部人员受到伤害。由此可见，为了保证电梯的功能和作用，需要对电梯进行合理控制，确保电梯制动器能够处于稳定的工作状态，避免出现制动器失效的问题，从而确保电梯的稳定工作，进一步推动电梯制动器的功能和作用得到合理保证。

目前，电梯制动器最常用的是电磁制动器，制动器的种类多种多样，如图1所示为一种常见的鼓式制动器，其主要由电磁铁、制动臂、制动闸瓦、制动轮、压缩弹簧等组成，其中电磁铁的作用是将控制系统的电信号通过电磁作用转变为铁芯的机械动作（打开或吸合）；制动臂的作用在于将电磁铁的运动传输给制动闸瓦，它要求具有较高的强度，通常采用锻钢件或铸钢件加工而成；制动闸瓦是由制动瓦和制动衬料组成，制动瓦的材料为铸铁或钢板，衬料带多采用摩擦系数大而且耐磨的橡胶合成，制动闸瓦与制动轮工作表面由于摩擦力而产生制动力矩；制动弹簧的作用是压紧制动闸瓦，产生制动力矩，它通过调节双头螺栓两端的螺母，可以调整弹簧的压缩量，获得所需的制动力。

图1

其工作原理为：当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁电梯制动器的线圈中均无电流通过，这时因电磁铁芯间没有吸引力、制动闸瓦在制动弹簧压力作用下，将制动轮抱紧，保证电机不旋转；当电梯运行时，控制系统令制动器电磁线圈通电，使铁芯迅速吸合，带动制动臂克服弹簧压缩力使闸瓦张开，使主轴可以自由转动，驱动电梯运行；当电梯需要停止时，控制系统令曳引电动机及制动电磁铁中的线圈失电，电磁铁芯中的磁力迅速消失，铁芯在制动弹簧的作用下复位，制动闸瓦把制动轮抱紧，使电梯停止或保护在停止状态。

2 电梯制动失效的原因分析

2.1 机械问题原因

机械部分是电梯制动器的重要部分，同时也是造成电梯制动器出现制动失效的主要原因，现对制动器失效的机械问题进行进一步分析。

（1）压缩弹簧压力失衡。压缩弹簧是制动器的重要组成部分，它的作用是压紧制动闸瓦从而产生制动力矩，通过调节弹簧的压缩量，获得所需的制动力。当制动力过大时，电梯平层时会产生冲击感；制动力过小时则可能会发生溜梯风险，双速电梯还会使平层不准确。

在弹簧长期工作过程中，可能会出现弹簧老化变软的情况，或是维护保养人员对制动器进行保养时未能按照制造单位的要求正确调整压缩弹簧的压缩量，导致压缩弹簧不能为制动闸瓦提供足够的压力从而使制动力矩变小，严重时可能会发生溜梯事故。

（2）制动闸瓦或制动轮表面有油垢。制动器在工作中，如果制动器制动闸瓦或制动轮上有油渍等污染物，将会降低制动闸瓦与制动轮之间摩擦力，进而导致制动器制动力下降。

（3）制动器闸瓦和制动轮过热。当制动器带闸运行时，制动器闸瓦和制动轮之间相互摩擦引起制动器闸瓦和制动轮过热，出现热衰减情况,导致制动器闸瓦和制动轮间的摩擦力下降，从而降低电梯制动器的制动能力。

（4）制动器闸瓦过度磨损。在制动器的使用过程中，可能会出现制动器两侧压缩弹簧压缩量不一致的情况，从而导致两侧制动器闸瓦受力不均，受力较大的制动器闸瓦将会加速磨损，当制动器闸瓦磨损过大时将会导致制动器制动力下降。此外，当制动器故障带闸运行时，将会加快制动器闸瓦的磨损，磨损后制动轮与制动闸瓦的间隙增大，压缩弹簧未能给制动闸瓦提供足够的压力，从而导致制动器制动力下降；当制动器闸瓦上的制动衬料完全磨损时，制动瓦将会与制动轮接触，由于制动瓦的材料为铸铁或钢板，摩擦系数小，不能提供足够的摩擦力从而导致制动器失效。

（5）制动器卡阻。对于一些柱塞式电磁铁型式的制动器，由于制动器电磁铁在长期工作过程中其内部会产生油泥、铁屑等异物，如果电磁铁未及时拆解保养易造成制动器卡阻的问题，一旦出现卡阻，在电梯制动器线圈失电后，制动器铁芯无法在压缩弹簧的作用下正常复位，制动器无法抱闸从而引发溜梯事故，或是因为制动器铁芯卡阻复位速度过慢，出现抱闸不及时的问题，从而容易引发电梯溜梯或是电梯停靠不平层现象；另外，对于部分制动器，其松闸顶杆采用的是铁质等导磁材料，松闸顶杆在电磁力作用下产生摆动，松闸顶杆与制动器铁芯的端面在不断的碰撞中容易产生刮痕，刮痕严重时，有可能会导致松闸顶杆顶住制动器铁芯的端面，从而导致铁芯无法复位，引起制动器失效。

除此之外，当制动器的线圈通电时，由于制动器铁芯卡阻无法向外运行推动制动臂，制动臂无法正常打开，制动器将会带闸运行从而导致制动闸瓦磨损，也会给制动器的制动能力带来影响，威胁电梯的安全。

（6）制动器部件损坏。制动器是由多个部件共同组成的，每个部件都有其特定的作用，缺一不可，其中的某个部件损坏都有可能引起制动器的失效，如制动器制动臂断裂、制动臂连接轴销断裂、压缩弹簧拉杆断裂等会导致制动器失去制动力；制动器压缩弹簧老化变软、制动器制动闸瓦磨损等会降低制动器的制动能力；制动器推杆断裂、制动器调节螺栓断裂等将会导致制动器无法正常打开，从而引发电梯带闸运行现象。

（7）电梯轿厢超载。电梯的制动器对电梯的制动能力是有限的，如果电梯轿厢超载超过电梯制动器的制动能力，很容易导致制动器失效，造成电梯的坠落、蹲底事故，严重时甚至出现开门溜车的情形，引发电梯门剪切人员的事故。因此，GB/T7588.1—2020规定，轿厢超载时，电梯上的一个装置应防止电梯正常启动及再平层（对于液压电梯,该装置不应妨碍再平层运行）。该装置应最迟在载荷超过额定载重量的110%时检测出超载。且在超载情况下：①轿厢内应有听觉和视觉信号通知使用者；②动力驱动自动门应保持在完全开启位置；③手动门应保持在未锁紧状态；④5.12.1.4所述的预备操作应取消。可见轿厢超载保护装置是保护电梯安全运行的一个重要保障，如果其失效，则可能由于超载导致制动器失效，从而引发的电梯坠落、蹲底事故。此外，在电梯的使用过程中，部分使用单位会对电梯的轿厢进行装潢，如加装轿厢大理石地板、加装轿厢吊顶、对轿厢轿壁进行装潢、在电梯轿顶加装空调等，轿厢过度装潢会加重电梯轿厢侧的重量，从而破坏原有的平衡系数使其偏离设计值，如果轿厢侧装潢的重量较大，当进入轿厢内人员刚好满员或是接近满员时，往往容易因电梯轿厢严重超载而引发溜梯甚至坠落、蹲底事故。

2.2 电气系统原因

电气系统是电梯制动器的重要部分，直接关系到电梯稳定运行，如果电气系统出现问题，也会给制动器带来影响，可能导致制动器失去相应的功能，甚至造成制动器无法正常运作。根据电气系统的基本情况，对造成电梯制动失效的原因进行分析，详细分析内容如下。

（1）对于电梯制动器的电路，在电梯的设计上有要求：切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体，当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。这就是要求控制制动器回路的接触器应具有防黏连保护功能，当两个接触器的主触点中的一个发生黏连时，由于两个接触器是彼此独立的，另一个接触器仍能够正常工作，电梯仍能够正常工作，但其安全状态已经达到了极限，继续运行电梯风险很大，故要求电梯在完成本次规定方向的运行，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。而如果当另一个接触器也黏连，则会出现制动器电流无法切断的重大事故。

（2）由于电梯制动器线圈为电感元件，在切断电源时会产生感应电流，这将影响制动器的有效动作。为避免此现象的发生，通常在设计时会附加一个由电阻和电容组成的电路，吸收感应电流，使之不会影响制动器电磁铁的释放。如果该电路出现故障，在制动器电源被切断时，不能迅速吸收线圈中的感应电流，则会出现制动器闭合延迟的情况，轻则出现停梯不平层的现象，重则可能发生溜梯冲顶或蹲底事故。

3 预防电梯制动失效的措施

3.1 加强对制动器机械部件的维护检查

制动器是电梯一个重要的安全部件，电梯维护保养单位应严格按照《电梯维护保养规则》的要求对制动器进行检查保养，应重点检查制动器各部件是否有断裂或缺损现象，各锁紧螺母是否有松动，各销轴部位是否动作灵活，制动器间隙值是否符合制造单位要求，如果发现制动器存在带闸运行的现象，应及时停梯分析故障原因并整改，当发现制动器轮及制动衬表面有油渍等污染物时应进行清洁，当制动器制动衬磨损量超过制造单位的设计要求时应及时更换。对于最近几年生产的电梯，其制动器装有动作状态监测装置的，应对其功能进行检查，确保电梯制动器的正确提起或者释放。对于柱塞式制动器铁芯，因其在长期工作过程中其内部会产生油泥、铁屑等异物，所以在日常维护保养时应注意检查其是否存在卡阻现象，并应按照制造单位的维护保养说明对其进行拆解清洁、润滑、检查。同时，还应对制动器压缩弹簧的压缩行程进行检查，以保证制动器拥有足够的制动力，当怀疑制动力不足时，应进行检查调整，必要时可进行轿厢装载125%额定载重量的制动试验加以验证。

3.2 对制动器电气部分进行检查

电气故障是造成电梯制动失效的一个重要因素，为了保障电梯的安全运行，需要结合电梯的基本情况，做好电梯制动器电气部分的维护检查工作。首先，在检查制动器电路防黏连保护功能时，可人为分别将其中一个接触器的主触点按住不放松，使其一直处于吸合状态，并观察电梯在完成本次规定方向的运行，最迟到下一次运行方向改变时，其是否能防止电梯再运行。其次，还要对制动器的其他电路部分进行检查，如检查制动器是否可靠接地，检查制动器线圈耗能电阻是否正常，检查制动器的开闸电压和维持电压是否在设计范围值内等。

3.3 规范电梯的保养和使用管理

在电梯的使用过程中，需要维护保养单位定期对电梯进行维护保养，针对电梯制动失效这一问题，保养单位应重点加强对制动器机械、电气部分及轿厢超载保护装置的检查力度。同时，也需要人们正确认识并使用电梯，严禁在电梯轿厢内嬉闹，严禁超载乘坐电梯，而电梯使用单位也应加强自身管理，不得私自对电梯轿厢进行装潢，只有这样，大家共同努力才能够更好地保障电梯的运行安全。

4 结语

本文结合电梯的基本情况，先对电梯制动器的构成及原理进行充分的认识，再对电梯制动失效的原因进行了分析，明确制动失效的具体原因，并提出预防电梯制动失效的措施，希望能对电梯制动器安全使用方面提供有用的参考和帮助。